新时代无数高科技越来越发达。朋友们看了很多科技新闻。我们也应该在生活中使用很多这些高科技的东西。你的朋友关心什么？今天，我想和大家分享一篇关于科技的文章。我希望你会喜欢它。
笔者在不止一篇文章中提到，5G网络将在今年正式进入商用前落地阶段。至于5G网络的好处，对于终端用户来说，你可能只需要知道，它是一个全新的网络，比4G网络的网速快几倍、几十倍，就像直接用千兆光纤取代家里原有的4M宽带一样。唯一不同的是，在这个新网络中，你看不到物理网线。
就在前两天，作者的一个朋友打电话咨询作者。5G手机什么时候出来？我今年有必要换5G电话卡吗？当然，这些都是老套的问题。就在我无聊想挂电话的时候，朋友的另一个问题引起了我的兴趣。什么是——毫米波？也是5G网络吗？
当我朋友提到毫米波的时候，我觉得挺惊讶的，因为我朋友不是一个从事电信、媒体等相关行业的人，他真的只是一个简单的终端用户。他开始听毫米波了吗？但他似乎不明白毫米波是什么。因此，笔者认为应该会有很多和这位朋友情况相同的终端用户，所以才有产生这篇文章的动机。
如何理解毫米波？
毫米波其实是一个很学术的概念。因为这篇文章的作者想尽可能地向“朋友”解释，所以作者也在反复考虑如何更恰当地进行比较。
也许我们可以这样理解。作者每天都生活在帝都，帝都的拥堵是全国人民都熟知的。未来，随着移动终端设备(可以简单理解为智能手机)每月消耗的数据(流量)不断增加，数据显示，2013年至2023年，移动数据流量将增长60倍以上。然而，如果用于传输移动数据流量的数据路径没有很好地升级。那就像现在的帝国首都。车辆在增加，但道路没有拓宽，这直接导致了像周五下班时北京三环和四环的交通堵塞这样的问题。
新的5G空中接口(5G网络的全球标准)是第一代使用毫米波的无线通信系统，这样的通信系统可以利用毫米波提供的更大带宽来解决数据路径拥塞的问题。也就是说，毫米波可以简单理解为在现有拥堵的道路上架设高架桥，在此之上是更宽的高速公路，从而有效缓解原本拥堵的道路(数据路径)。
根据学术数据，如今，24.25-27.5 GHz、27.5-29.5 GHz等毫米波的带宽可以比目前的3G/4G网络大25倍。
毫米波有什么优势？
那么，毫米波之所以会成为5G新空口的应用形式之一，自然离不开它的各种优势。那么毫米波有哪些优势呢？
优势1:极宽的带宽
一般认为毫米波的频率范围为26.5 ~ 300 GHz，带宽高达273.5GHz，是从DC到微波总带宽的10倍以上。即使考虑大气吸收，在大气中传播时也只能使用4个主窗口，但这4个窗口的总带宽可以达到135GHz，是微波以下所有频段带宽之和的5倍。在频率资源紧张的今天，这无疑是非常吸引人的。这个景点就像在红色和紫色的地图导航上找到一条绿色的捷径。
优点2:光束窄
在天线尺寸相同的情况下，毫米波的波束比微波窄得多。例如，12厘米天线在9.4千兆赫时的波束宽度为18度，在94千兆赫时的波速宽度仅为1.8度。因此，可以区分彼此更靠近的小目标，或者更清楚地观察目标的细节。来自高通的马德佳博士也表示，毫米波的波束非常窄，可以使信号更准确地传输给特定的用户。这就像手电筒和激光笔的区别。手电筒可以照亮整个房间，而激光笔可以有针对性、精准地指向特定方向。
优点：检测能力强
宽带宽谱能力可用于抑制多径效应和杂波。有大量频率可供使用，有效消除了相互干扰。在目标的径向速度下，可以获得更大的多普勒频移，从而提高检测和识别低速运动物体或振动物体的能力。
这一特性一般广泛应用于军用雷达等技术领域。
优点：安全性和保密性好。
毫米波通信的这一优势来自两个方面：
1)由于毫米波在大气中传播，对氧气、湿气、降雨的吸收和衰减非常大，点对点的直达距离非常短，超过这个距离信号会变得非常弱，增加了被敌方窃听和干扰的难度。
2)毫米波的波束很窄，旁瓣较低，进一步降低了其被拦截的概率。
优点：传输质量高
由于高毫米波通信在频段内基本没有干扰源，电磁频谱极其干净，毫米波信道非常稳定可靠，其误码率可以长时间保持在10-12个数量级，可以媲美光缆的传输质量。
优点：全天候通信
在穿透降雨、尘埃、烟雾和等离子体方面，毫米波比大气激光和红外强得多。这使得毫米波通信具有更好的全天候通信能力，保证了连续可靠的工作。
优点：元件尺寸小
与微波相比，毫米波组件的尺寸要小得多。因此
毫米波系统更容易小型化。如此多的优点，无疑使得毫米波成为了5G时代的一颗耀眼的明珠。但是，毫米波也并不是那么的完美无限。
Qualcomm骁龙X55 5G调制解调器
毫米波的缺点是？
凡是有利便有弊，对于毫米波而言，它还是拥有三大天然缺陷的。
缺点一：信号衰耗大
无线信号通过大气传播时，由于无线信号的汲取和散射，会产生信号衰减。通常认为，无线信号频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越近。但是，在毫米波这里有些例外。毫米波在大气传播中主要受氧气、湿度、雾和雨的影响。
1.氧气
关于氧气的影响也不是一概而论的，不同毫米波波段受氧气的影响是不一样的。
比如，60GHz必须承受约20dB/km的氧气汲取损耗，而28GHz、38GHz与73GHz情况就好多了，这也正是目前一些运营商将28GHz定为主要测试对象的原因。
2.湿度
相对于氧气，湿度对于毫米波的衰减影响较大。在高温柔 高湿度环境下，其信号在1公里内可衰减一半（3dB/km）。和湿度同理，毫米波在通过雾和云层时，也会产生衰减。
3.雨
雨是毫米波最大的敌人。极端情况下，在特大暴雨天气下（降雨强度为50毫米/小时），毫米波传播损耗可达到18.4dB/km。毫米波真正面临的最大问题是——天气。虽然暴雨会引起毫米波信号大幅度衰减，但是只要做好足够的链路预算，并不会导致毫米波数据链路中断。
我们在进行网络规划时，可根据不同地区的历史最大降雨量来预算毫米波无线链路损耗，确定毫米波的最大传输距离。
缺点二：容易受到阻挡
毫米波除了信号衰耗大外，还有另一大硬伤——阻挡。这硬伤很难克服，毫米波不但容易被建造物阻挡，还会被人体本身阻挡，甚至是在手握手机时，手也能阻挡它。
Qualcomm通过技术解决人手对毫米波的阻挡
缺点三：传播距离短
这主要是因为毫米波是一种高频电磁波，是无法幸免的根本缺点。
是否有技术可以解决毫米波的缺陷？
针对三大缺点，目前的工程师早已想出了相应的解决方式，比如针对毫米波传播距离短、容易受阻挡的问题，工程师们考虑过采纳天线阵列进行波束成形，将无线电能量集中起来以增加传播距离。但这样的解决方案直接导致天线阵列的体积过大，无法更好的适用于移动终端设备上。这也是导致业界向来不看好将毫米波应用于移动终端通信的原因。
固然，解决的办法不止这一种。例如Qualcomm便采纳尖端的波束成形技术打造了一个解决方案，成功将毫米波应用到移动终端上。例如2018年高通曾推出的QTM052毫米波天线模块，很好的将天线体积进行了缩小，使其更加方便的应用到移动终端当中。而2019年初，高通再度推出了比QTM052更小的QTM525 5G毫米波天线模块，使得应用该款天线设计出的移动终端产品基本可以保持机身厚度在8毫米以下。
QTM525 5G毫米波天线模块
此外，为了解决毫米波其他的传播缺点，必须要让基站更加靠近用户，也正因为这样，业界传出了很多声音认为，毫米波的布网势必带来用户身边基站的增加，其实也不尽然。根据高通在2019年MWC上的演示，如今通过技术手段，无论是在室内还是室外场景下采纳毫米波进行组网，所用的天线、基站都与Wi-Fi情况下相同甚至更低。根本不存在部署小基站成本过高的问题。
关于用户担心的辐射问题，外国专家在研究过程中也确定，用于5G网络的毫米波均属于非电离式的，这就意味着，它并没有足够的能量来损害人体，所以用户大可放心。
毫米波目前有哪些应用场景？
目前，毫米波具体味被应用到哪些场景下呢？经过Qualcomm之类的技术公司的努力，毫米波已经得到了广泛的应用场景：
场景一：会议中心的网络覆盖
相信很多参加过展会的用户都有这样的体验，在参观大型展会的情况下，现场的网络覆盖总是十分的不理想，但毫米波便可很好的解决这一问题。如下图，面积约为130万平方英尺的拉斯维加斯会议中心，现有（X134）LTE/3G DAS安装在天花板上，通过5G新空口毫米波gNodeB天线与3G/LTE DAS共址，在28GHz频段下实现了显著的覆盖，下行链路覆盖约95% ，MAPL为115dB；上行链路覆盖约95% ，MAPL为117dB。
固然，在低密度会议中心，毫米波也得到了很好的应用，以下图为例，总面积约为18万平方英尺的低密度会议中心，同样是以5G新空口毫米波gNodeB天线与现有Wi-Fi接入点共址的方式，在28GHz频段实现显著覆盖，下行链路覆盖约87%，MAPL为115dB；上行链路覆盖约92%，MAPL为117dB。
简而言之，上两张图就是简明扼要的描绘了在不同规模的会议中心下，采纳25GHz频段的毫米波成功的实现了网络的全面覆盖。
场景二：预测室内体育馆的网络覆盖
毫米波另一个典型的应用场景便是体育馆等场地的网络覆盖。如图所示，是一座总面积约为3000平方英尺大型室内体育馆，图示中采纳了过道天线位置（即高处安装）便可提供最佳的毫米波覆盖。同样是在28GHz频段下，下行链路与上行链路覆盖100%，其中下行链路MAPL为110dB、上行链路MAPL为112dB。
场景三：室内企业场景的网络覆盖
在室内企业场景下部署5G新空口毫米波，仅需采纳1：1或部分共址，便可实现媲美当下Wi-Fi的网络覆盖效果，同时实现5G网络的高速率传输。
毫米波的未来前景
固然，上述的应用场景还仅仅是一个实验的环境下，具体应用还需要进行更多的验证。但可以肯定的是毫米波现已成为5G网络商用落地的主要技术。全球各国也已经正在开始分配毫米波主流频谱的资源，如下图所示：
全球通信技术研发公司也已经开始在3GPP Rel-15以后版本中演进5G新空口毫米波，以便带来功能、效率、频谱和部署方面的全新机遇。
简而言之，对于终端用户而言，5G新空口毫米波将成为未来直接改变用户上网体验的关键技术。你只要知道，在毫米波的帮助下，5G网络将会更加迅速的实现商用落地。当5G网络商用落地之后，笔者猜想必将会浮现更多现在意想不到的全新使用场景，这些场景，是现在无法想象的，但必将是颠覆用户体验的！